ЦТК и Фумарат: Объяснение для Школьников

ЦТК (Цикл трикарбоновых кислот), также называемый циклом Кребса, — это ключевой этап клеточного дыхания, который происходит в матриксе митохондрий. Ниже представлено краткое описание для записи в тетрадь: Определение: ЦТК — это циклическая последовательность биохимических реакций, в ходе которых происходит окисление остатков уксусной кислоты (ацетил-КоА) до углекислого газа \(CO_2\). При этом выделяется энергия, которая запасается в виде \(АТФ\) (или \(ГТФ\)) и восстановительных эквивалентов (\(НАД\cdot Н\) и \(ФАД\cdot Н_2\)). Зачем в ЦТК нужен фумарат: 1. Роль промежуточного продукта (метаболита): Фумарат образуется в результате седьмой реакции цикла при дегидрировании сукцината (янтарной кислоты). Эту реакцию катализирует фермент сукцинатдегидрогеназа: \[Сукцинат + ФАД \rightarrow Фумарат + ФАД\cdot Н_2\] 2. Участие в образовании энергии: В момент превращения сукцината в фумарат электроны переносятся на кофермент \(ФАД\). В дальнейшем \(ФАД\cdot Н_2\) направляется в дыхательную цепь митохондрий для синтеза молекул \(АТФ\). 3. Продолжение цикла: Фумарат необходим для следующего шага — гидратации. Под действием фермента фумаразы к нему присоединяется молекула воды, в результате чего образуется малат (яблочная кислота): \[Фумарат + H_2O \rightarrow Малат\] Без образования фумарата цикл бы прервался, и клетка не смогла бы эффективно получать энергию из питательных веществ. Вывод: Фумарат является необходимым звеном в цепи превращений, обеспечивающим перенос энергии и восстановление оксалоацетата для начала нового круга реакций.